盐胁迫下野菊离子的吸收转运情况及相关基因的表达

盐胁迫下野菊离子的吸收转运情况及相关基因的表达
罗玢晔;陈胜艳;杨宇佳;薄杉;孙颖
【期刊名称】《东北林业大学学报》
【年(卷),期】2024(52)2
【摘要】明确抗盐能力不同的野菊(Chrysanthemum indicum)株系在盐胁迫情况下的离子分布运输情况及相关基因的变化规律,从更深层次上认识野菊的抗盐机理。

以前期筛选的2个高抗株系(H1、H2)、2个中抗株系(M1、M2)和2个低抗株系(L1、L2)的扦插苗为试验材料,置于含有NaCl(浓度为150 mmol/L)的霍格兰营养
液中进行盐胁迫处理。

测定6个离子指标(根、茎、叶的钠、钾离子的质量分数),并计算各株系中根、茎、叶钾钠离子质量分数比值(w(K^(+))∶w(Na^(+)))和不同部位离子选择性运输能力(S_((K^(+),Na^(+)))),分析盐胁迫对抗盐能力不同的野菊株系各部位离子质量分数、比例及运输情况的影响。

采用生物信息学方法对野菊进行Na^(+)和H^(+)逆向转运蛋白基因(NHX)家族成员和高亲和性钾离子转运蛋白基因(HKT)的鉴定。

并利用qRT-PCR技术,测定盐胁迫下抗盐能力不同的野菊株系在根、茎、叶中NHX、HKT基因不同时间点的表达水平。

研究结果表明:与对照组相比,野菊各株系根、茎、叶的Na^(+)质量分数显著增加(P<0.05),K^(+)质量分数
及w(K^(+))∶w(Na^(+))值均显著降低(P<0.05);多数情况下,野菊高、中抗株系各部位间的S_((K^(+),Na^(+)))值高于对照组。

随着株系抗盐能力的降低,根、茎和
叶中的Na^(+)质量分数呈持续上升趋势,而K^(+)质量分数及
w(K^(+))∶w(Na^(+))值则呈持续下降趋势,各部位间的S_((K^(+),Na^(+)))值均
呈现先升高后下降的趋势。

共鉴定出6个野菊NHX家族成员(CiNHX1-6),1个野
菊HKT基因(CiHKT1)。

在盐胁迫后,野菊CiNHX2基因在高抗株系根部的表达上
调幅度明显高于低抗株系,而该基因在H1、H2株系根、茎部中有着相同的表达模式。

同样,CiNHX4基因在高抗株系根、叶部的相对表达量也大幅上调,该基因在H1、H2株系根、叶部中有着相同的表达模式。

CiNHX1、CiNHX3、CiNHX5、CiNHX6在各株系的根、茎、叶中的表达水平并无显著变化,且总体上表达水平较低,其中CiNHX3在根部的表达量略高,CiNHX1、CiNHX6在叶部的表达量略高。

野菊CiHKT1基因在根、叶部的表达受盐胁迫的影响较为明显,高抗株系的相对表达量上调幅度明显。

野菊抗盐能力越强,其离子吸收、转运、分布情况受盐胁迫影响越小;盐胁迫下高抗株系能有效地外排Na^(+)并选择性地吸收K^(+),稳定体内的离子质量分数与分布;中抗株系受胁迫影响相对较大,但可以通过选择性运输
K^(+)来防止Na^(+)的过量对地上部分造成毒害。

CiNHX2、CiNHX4、CiHKT1与野菊株系抗盐能力强弱密切相关,是野菊抵御盐胁迫的关键基因。

【总页数】8页(P68-74)
【作者】罗玢晔;陈胜艳;杨宇佳;薄杉;孙颖
【作者单位】东北林业大学
【正文语种】中文
【中图分类】S682.11
【相关文献】
1.盐胁迫下盐角草 Na ＋／H ＋转运基因表达分析
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